基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置制造方法
【专利摘要】一种基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，包括落锤试验机，其特征在于：包括荷载传递框架、试件固定架、数据采集系统；试件固定架固定试件，位于落锤试验机下方，荷载传递框架用于传递落锤荷载至试件，数据采集系统采集试件动态粘结滑移测试数据。相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：利用落锤试验机施加撞击荷载，通过荷载传递框架将撞击荷载转为拉力荷载，获得更高应变率条件下的动态粘结滑移测试数据，并且装置简单，可重复使用，操作方便，节约试验成本，降低资源浪费；限位横梁可防止落锤冲击过大，造成荷载传递框架向下砸坏数据采集系统的位移计。
【专利说明】基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及试验测试设备领域，尤其是一种针对筋材与混凝土拔出粘结滑移的测试装置。
【背景技术】
[0002]钢筋和混凝土这两种性质不同的材料之所以能够共同工作，很重要的一个原因就是这两者之间存在着粘结作用，这种作用使钢筋与混凝土之间能够实现应力传递，从而在钢筋与混凝土中建立起结构承载所必须的工作应力。因此，钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系对研究钢筋混凝土结构有着重要意义。国内外学者就此开展了大量的试验研究，并取得了丰硕的研究成果，但这些研究大多是在静载作用下得到的。而整个结构在地震、冲击、爆炸等作用下，其内部钢筋与混凝土之间的锚固是承受动荷载作用的。而常规力学试验机仅能进行静态加载，即便是电液伺服加载系统，也只能适合进行10_2/s以下应变率试验。
[0003]落锤式冲击试验机是一种简单、可靠、重复性好的加载装置。落锤加载系统由垂直轨道和自由落体的重物及高度测量系统组成。冲击载荷由重锤的自由下落撞击到试样上。可以通过调节不同的落锤下落距离、落锤重量来获得不同的载荷脉冲的波形。落锤试验适用的应变率范围可达101/s。
[0004]但落锤试验机施加的是撞击荷载，如何将落锤的撞击转化为拉力是现有落锤试验机没有考虑的。对现有落锤试验机进行简单的改造，不仅能够实现常规力学试验机无法完成的要求，还扩展是落锤试验机的功能，节约一笔设备购置费用。
实用新型内容
[0005]针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种装置能够基于落锤试验机进行筋材与混凝土的动态粘结滑移试验研究。
[0006]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，包括落锤试验机，其特征在于:包括荷载传递框架、试件固定架、数据采集系统；试件固定架固定试件，位于落锤试验机下方，荷载传递框架用于传递落锤荷载至试件，数据采集系统采集试件动态粘结滑移测试数据。
[0008]优选的，荷载传递框架包括下部横梁、上部横梁、竖杆架立而成，下部横梁的翼缘中间开设通孔；上部横梁下方设有限位横梁，限位横梁固定在落锤试验机的机架上。
[0009]优选的，数据采集系统包括动态信号测试仪、位移计、拉力传感器，位移计、拉力传感器与动态信号测试仪相连。
[0010]优选的，试件固定架包括台座和横梁，横梁位于下部横梁和上部横梁之间，横梁中间位置开设圆孔。
[0011]优选的，下部横梁和上部横梁翼缘两端设有安装孔，竖杆穿过安装孔固定连接形成荷载传递框架，上部横梁翼缘两侧开设凹槽，凹槽形状与落锤试验机的轨道适配。
[0012]优选的，位移计通过表架置于试件筋材自由端，表架固定于试件混凝土顶部,试件筋材拔出端穿过横梁中间的圆孔，拉力传感器一端与试件筋材拔出端连接，另一端通过螺杆与下部横梁的通孔连接。
[0013]优选的，试件筋材拔出端留有外螺纹，通过内外螺纹管与拉力传感器相连，内外螺纹管的内螺纹与试件筋材拔出端适配，外螺纹与拉力传感器适配。
[0014]上述基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置的测试方法，包括以下步骤:
[0015]一、安装荷载传递框架:抬高上部横梁使轨道置于凹槽内，上部横梁抬高至限位横梁安装位置上方后，安装限位横梁，限位横梁安装完成后，将上部横梁置于限位横梁上；
[0016]二、安装试件:安装试件固定架，试件放置在试件固定架的横梁上，将试件筋材拔出端向下穿过横梁中间位置开设的圆孔；
[0017]三、安装拉力传感器:将拉力传感器一端与试件筋材拔出端连接，拉力传感器另一端连接螺杆，螺杆穿过下部横梁的翼缘上的通孔，用螺母固定在下部横梁上；
[0018]四、安装竖杆:使竖杆穿过下部横梁和上部横梁的安装孔，抬高上部横梁至限位横梁上方I?2cm，固定上部横梁、下部横梁、竖杆三者相对位置；
[0019]五、安装位移计:架立表架,使位移计抵住试件筋材自由端,将位移计和拉力传感器连接至动态信号测试仪，并调整动态信号测试仪准备采集数据；
[0020]六、数据采集:升高落锤至指定高度，使落锤落下冲击荷载传递框架的上部横梁，冲击荷载将通过竖杆和下部横梁，经过拉力传感器，拔出试件筋材，该过程中动态信号测试仪记录下拉力传感器数值和位移计数值，对数据进行处理即可得到试件筋材从试件混凝土中拔出过程的粘结滑移关系。
[0021]相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果:利用落锤试验机施加撞击荷载，通过荷载传递框架将撞击荷载转为拉力荷载，获得更高应变率条件下的动态粘结滑移测试数据，并且装置简单，可重复使用，操作方便，节约试验成本，降低资源浪费；限位横梁可防止落锤冲击过大，造成荷载传递框架向下砸坏数据采集系统的位移计。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是落锤试验机结构示意图；
[0023]图2是荷载传递框架结构主视图；
[0024]图3是荷载传递框架结构侧视图；
[0025]图4是下部横梁翼缘结构示意图；
[0026]图5是上部横梁翼缘结构示意图；
[0027]图6是试件固定架结构示意图；
[0028]图7是试件结构示意图；
[0029]图8是数据采集系统结构示意图；
[0030]图9是整体结构示意图。
[0031]图中:1_落锤试验机、11-落锤、12-机架、13-轨道、2-荷载传递框架、21-下部横梁、211安装孔、212通孔、22-上部横梁、222-凹槽、23-竖杆、3-限位横梁、4-试件固定架、41-台座、42-横梁、421-圆孔、5-数据采集系统、51-动态信号测试仪、52-位移计、53-拉力传感器、54表架、55-螺杆、6-试件、61-试件筋材、62-试件混凝土。【具体实施方式】
[0032]下面结合附图，对本实用新型作进一步说明:
[0033]一种基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，包括落锤试验机1、荷载传递框架
2、限位横梁3、试件固定架4、数据采集系统5 ;落锤试验机I包括落锤11、机架12、轨道13 ；荷载传递框架2由下部横梁21、上部横梁22、竖杆23架立而成，下部横梁21、上部横梁22上对称设有竖杆安装孔211，两根竖杆23穿过安装孔211定位固定，上部横梁22翼缘两侧开设凹槽222，方便与落锤试验机I的轨道13适配安装。
[0034]限位横梁3两侧固定在机架12上，位于上部横梁22下方l-2cm处，以防上部横梁21受冲击过大而砸损下方位移计52 ;试件固定架4用于固定试件6，包括台座41和横梁42，横梁42置于台座41上，横梁42中间开设圆孔421，以使试件筋材61拔出端穿过，试件筋材61自由端上安装位移计52，位移计52通过安装在试件混凝土 62上的表架54保持稳定，试件筋材61自由端设有螺纹,与拉力传感器53连接，试件筋材61自由端也可以通过内外螺纹管与拉力传感器53连接，拉力传感器53另一端利用螺杆55通过下部横梁21翼缘中间的通孔212进行安装；数据采集系统5的动态信号测试仪51与位移计52、拉力传感器53连接，以获取测试数据。
[0035]上述基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置的测试方法，包括以下步骤:
[0036]一、安装荷载传递框架2:抬高上部横梁22使轨道13置于凹槽222内，上部横梁22抬高至限位横梁3安装位置上方后，安装限位横梁3，限位横梁3安装完成后，将上部横梁22置于限位横梁3上；
[0037]二、安装试件6:安装试件固定架4，试件6放置在试件固定架4的横梁42上，将试件筋材61拔出端向下穿过横梁42中间位置开设的圆孔421 ；
[0038]三、安装拉力传感器53:将拉力传感器53 —端与试件筋材61拔出端连接,拉力传感器53另一端连接螺杆55，螺杆55穿过下部横梁21的翼缘上的通孔212，用螺母固定在下部横梁21上；
[0039]四、安装竖杆23:使竖杆23穿过下部横梁21和上部横梁22的安装孔211，抬高上部横梁22至限位横梁3上方I?2cm，固定上部横梁22、下部横梁21、竖杆23三者相对位置；
[0040]五、安装位移计52:架立表架54，使位移计52抵住试件筋材61自由端，将位移计52和拉力传感器53连接至动态信号测试仪51，并调整动态信号测试仪51准备采集数据；
[0041]六、数据采集:升高落锤11至指定高度，使落锤11落下冲击荷载传递框架2的上部横梁22，冲击荷载将通过竖杆23和下部横梁21，经过拉力传感器53，拔出试件筋材61，该过程中动态信号测试仪51记录下拉力传感器53数值和位移计52数值，对数据进行处理即可得到试件筋材61从试件混凝土 62中拔出过程的粘结滑移关系。动态信号测试仪51记录下拉力传感器53数值ε i，位移计52数值Si，已知拉力传感器53系数为k，则钢筋拔出力F = k.ε i，从而可以得到钢筋拔出的荷载滑移关系F?S。
[0042]尽管本实用新型就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本实用新型的权利要求所限定的范围，可以对本实用新型进行各种变化和修改。
【权利要求】
1.一种基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，包括落锤试验机，其特征在于:包括荷载传递框架、试件固定架、数据采集系统；试件固定架固定试件，位于落锤试验机下方，荷载传递框架用于传递落锤荷载至试件，数据采集系统采集试件动态粘结滑移测试数据。
2.根据权利要求1所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于:荷载传递框架由下部横梁、上部横梁、竖杆架立而成，下部横梁的翼缘中间开设通孔；上部横梁下方设有限位横梁，限位横梁固定在落锤试验机的机架上。
3.根据权利要求2所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于:数据采集系统包括动态信号测试仪、位移计、拉力传感器，位移计、拉力传感器与动态信号测试仪相连。
4.根据权利要求3所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于:试件固定架包括台座和横梁，横梁位于下部横梁和上部横梁之间，横梁中间位置开设圆孔。
5.根据权利要求4所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于:下部横梁和上部横梁翼缘两端设有安装孔，竖杆穿过安装孔固定连接形成荷载传递框架，上部横梁翼缘两侧开设凹槽，凹槽形状与落锤试验机的轨道适配。
6.根据权利要求5所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于--位移计通过表架置于试件筋材自由端，表架固定于试件混凝土顶部，拉力传感器一端与试件筋材拔出端连接，另一端通过螺杆与下部横梁的通孔连接。
7.根据权利要求6所述的基于落锤试验机的动态粘结滑移测试装置，其特征在于:试件筋材拔出端留有外 螺纹，通过内外螺纹管与拉力传感器相连，内外螺纹管的内螺纹与试件筋材拔出端适配，外螺纹与拉力传感器适配。
【文档编号】G01N19/04GK203824892SQ201420241383
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】陈育志, 宣卫红, 王瑶, 王潘绣, 陈晓洪 申请人:金陵科技学院